znomgo环氧树脂基复合封装材料对led出光效率的影响

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1、ZnO/MgO/环氧树脂基复合封装材料对LED出光效率的影响重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：巩静指导教师：牟其伍教授专业：材料物理与化学学科门类：工学重庆大学物理学院二O一六年四月TheEffectofZnO/MgO/epoxyNanocompositesPackagingMaterialontheLEDEfficiencyAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByGongJingSupervised

2、byProf.QiWuMuSpecialty:MaterialsPhysicandChemistryCollegeofPhysicsofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2016重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着节能减排经济政策的推行和发光二极管（LED）生产技术的进步，LED固态照明已成为一种趋势，如何提高LED的出光效率、延长其使用寿命成为LED推广过程中的关键问题。影响LED出光效率的关键因素是芯片顶部的封装材料，芯片顶部封装要求材料具有高透光率、高折射率和高抗老化能力。目前市场上使用的有机硅树脂和聚碳酸酯的双层封装结构，有机

3、硅树脂是一种软体，粘接强度差、折射率低，聚碳酸酯是一种热塑型塑料，抗紫外光的能力差，这些都影响了LED的寿命与出光效率。环氧树脂固化后粘接强度高、硬度大，折射率也比有机硅大，故本文采用环氧树脂作为基底材料制备高性能的LED封装材料。但环氧树脂的折射率依然达不到高出光率LED的要求，并且存在透光率不高和易老化黄变的问题，针对这些问题，本文对纳米MgO和纳米ZnO进行表面改性处理，并按一定的比例加入到环氧树脂中，制备出高性能的LED顶部封装材料，既提高了LED的出光效率又通过单层封装的方式简化了封装工艺。本次实验制备了三种不同的复合材料，分别为MgO/环氧树脂复合材料、ZnO/环氧树脂

4、复合材料和MgO/ZnO/环氧树脂复合材料。结果表明，通过表面处理、高速搅拌、超声混合的环氧树脂复合材料在纳米ZnO和纳米MgO的作用下，透光率、折射率和抗老化性能均有所提高：1：在环氧树脂中加入纳米MgO可以提高材料的透光率和折射率：材料的透光率随纳米MgO质量分数的增加呈极值化变化，当MgO的质量分数为0.015%时，透光率从纯环氧树脂的80.04%提高到88.07%；材料的折射率随纳米MgO质量分数的增加而增大，当MgO的质量分数为0.05%时，折射率从纯环氧树脂的1.535提高到1.553。2：在环氧树脂中加入纳米ZnO可以提高材料的透光率、折射率和抗紫外老化能力：材料的透

5、光率随纳米ZnO质量分数的增加也呈极值化变化，当ZnO的质量分数为0.04%时，复合材料的透光率达到86.94%；材料的折射率随纳米ZnO质量分数的增加而增大，当ZnO的质量分数为0.06%时，复合材料的折射率达到1.572；此外，在环氧树脂中加入纳米ZnO可以大大减小紫外光对材料透光率的影响。3：纳米MgO/EP复合材料和纳米ZnO/EP复合材料不能同时提高环氧树脂的透光率和折射率，低含量添加时样品透光率提高但折射率较小，增加其含量时折射率提高但透光率下降。为了更好的提高材料的透光率、折射率和抗老化能力，实验将两种纳米材料同时加入到环氧树脂中：当ZnO、MgO与环氧树脂配比为Zn

6、O：I重庆大学硕士学位论文中文摘要MgO：EP=4:1:10000时，复合材料的透光率为86.64%，折射率达到1.565。相对于有机硅树脂双层结构，质量比为ZnO：MgO：EP=4:1:10000的纳米ZnO/MgO/EP复合材料，使LED顶部封装的出光角度提高了6.43°；相对于纯环氧树脂封装结构，使LED顶部封装的透光率提高了6.6%，使出光角度提高了1.1°，并使LED具有良好的稳定性，提高了LED的使用寿命。4：通过表面处理的纳米粒子，在环氧树脂中分散均匀，无团聚现象，粒径为50nm的颗粒单一均匀分散在环氧树脂当中。关键词：环氧树脂,复合材料,出光率,折射率,抗紫外老化I

7、I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththeimplementationoftheeconomicpolicyofenergy-savingandtheprogessofproductiontechnologyofthelightemittingdiode(LED),ledsolid-statelightinghasbecomeatrend.Howtoimprovethelightefficiencyoftheledsandextenditsservi